Уровень кислорода в крови – жизненно важный показатель, позволяющий оценить эффективность работы лёгких и понять, получают ли ткани организма достаточно кислорода.
Сегодня этот показатель измеряется с помощью датчиков, которые приклеиваются к коже пациента и соединяются с довольно громоздким прикроватным устройством, которое подключается к электрической розетке.
В качестве альтернативы инженеры из Вустерского политехнического института решили разработать мобильный беспроводной датчик для измерения уровня кислорода в крови.
Новое устройство предназначено прежде всего для малышей. Благодаря ему мониторинг важного показателя можно будет осуществлять в домашних условиях, а значит, юным пациентам и их родителям не придётся проводить дни и ночи в больницах.
"Длительное пребывание в больнице является дорогостоящим и может стать проблемой для семей. Более того, исследования показали, что здоровье детей улучшается, когда они находятся вместе со своими родными", – рассказывает глава научной группы Улкухан Гулер (Ulkuhan Guler).
Медицинское устройство, созданное её командой, предназначено для измерения парциального давления кислорода в крови. Этот показатель, известный как PO2, оценивает количество растворённого в крови кислорода.
По словам медиков, это более точный показатель здоровья дыхательных путей, чем измерение уровня насыщения кислородом с помощью пульсоксиметра. Мониторинг уровней PO2 с помощью неинвазивного устройства, прикреплённого к коже, даст медикам столь же точную информацию, как и анализ крови.
Гибкий растяжимый датчик, прилегающий к коже, имеет тонкую плёнку, излучающую красный свет. Чем больше молекул кислорода диффундирует из кровотока и через кожу, тем ярче становится свет. Таким образом, благодаря постоянному мониторингу интенсивности красного света устройство может отслеживать PO2 пациента в режиме реального времени.
Ожидается, что после ряда доработок новое устройство по размерам будет походить на обычный лейкопластырь. Оно будет подключаться к Интернету по беспроводной сети. Если уровень кислорода в крови ребёнка начнёт падать, система подаст сигнал тревоги на монитор в кабинете врача или родителям – в приложении для смартфона.
"Сердце" нового устройства – микросхема, которая активирует оптические датчики, захватывает аналоговые сигналы и управляет беспроводным питанием. Система будет использовать специально созданные схемы считывания, оцифровки и передачи данных.
Отмечается, что такое устройство будет также полезно для взрослых пациентов, в особенности для пожилых людей с тяжёлой бронхиальной астмой и хронической обструктивной болезнью лёгких.
После доработки системы для детей инженеры приступят к созданию устройства и приложения для взрослых.
Кроме того, потребуются дополнительные испытания, чтобы показать, что такие миниатюрные, гибкие и беспроводные датчики будут эффективно работать не только когда человек находится в состоянии покоя, но и в движении.
По итогам своей работы команда написала четыре научные статьи. Три из них находятся на рассмотрении перед публикацией, а четвёртая – о прототипе устройства – была представлена на конференции по биомедицинским системам BioCAS 2019.
Кстати, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о носимом гаджете, который предскажет и предотвратит приступ астмы, о приложении, которое диагностирует респираторное заболевание ребёнка по его кашлю, и об "умных" пластырях, которые следят за работой сердца и за состоянием незаживающих ран, а также спасают от тромбоза.
